Kaltsium annab vedelakudele üllatava tõuke

MIT professori Donald Sadoway väljatöötatud vedelakud on põnev uus akutehnoloogia, mis võimaldab akudel hoida suuri energiahulki kuni 12 tundi ja seda aja jooksul aeglaselt tühjendada, muutes selle atraktiivseks salvestusvõimaluseks taastuvenergiasüsteemidele. Nüüd on Sadoway ja tema meeskond välja töötanud uue vedelaku maatriksi, mis lubab muuta aku veelgi tõhusamaks ja kasutajatele taskukohasemaks. Sadoway väljatöötatud ja Ambri poolt turustatud vedelaku elemendid on ainulaadsed, kuna kõik komponendid on töötamise ajal vedelas olekus. Algselt kasutati akudes negatiivse elektroodina magneesiumi ja positiivse elektroodina antimoni koos odava sulatatud soolaelektrolüüdiga. Uus akutehnoloogia kasutab nii elektroodide kui ka aku sees oleva sulatatud soola jaoks kaltsiumi, mis on muidugi üsna rikkalik ja taskukohane kemikaal. Kaltsium oli keeruline kemikaal, kuna see lahustub soolas kiiresti, mistõttu on selle kasutamine vedelas akus keeruline, kuna see nõuab kolme eraldi vedelikukihti, mis jäävad eristatavaks, kuid toimivad samal ajal koos akuna. Kaltsiumil on ka kõrge sulamistemperatuur, mis teoreetiliselt nõudis aku töötamist temperatuuril 900 kraadi Celsiuse järgi. „See oli kõige keerulisem keemia,“ ütles Sadonway, kes on MIT-i materjalikeemia John F. Ellioti nimeline professor. Seotud: See 9000 mAh kaasaskantav akupank saab end laadida vaid 18 minutiga. Kuumenemisprobleemi lahendamiseks segas meeskond vedelelektroodide loomisel magneesiumi kaltsiumiga. Magneesiumil on palju madalam sulamistemperatuur, mis võimaldab akul töötada oluliselt madalamatel temperatuuridel. Meeskond töötas välja ka aku sisemise elektrolüüdikihi jaoks uue koostise, mis pakub maatriksit ioonide ülekandmiseks elektroodide vahel. Uus soolapõhine koostis kasutab liitiumkloriidi ja kaltsiumkloriidi ning see võimaldab ioonvahetust oluliselt kiiremini kui varem väljatöötatud vedelaku tehnoloogia. Uuel liitiumelektrolüüdil on teine, ootamatu kõrvalmõju – lisaks töötemperatuuri alandamisele ja aku väljundvõimsuse suurendamisele aitab see säilitada ka toiteelemendi kolmekihilist olemust, takistades kaltsium-magneesiumelektroodide lahustumist soolas. Ja võib-olla on selle uue vedelaku suurim eelis tehnoloogia pakkumispoolel. Nii kaltsiumi kui ka magneesiumi kaevandatakse koos ja nende eraldamine on kallis. Kuna need uued akud kasutavad koos kaltsiumi ja magneesiumi, on akude tootmine palju taskukohasem. Sadoway ja tema meeskond märgivad, et see uus koostis on lähtepunkt uuele akutehnoloogia valdkonnale. Meeskond loodab, et see töö inspireerib teisi teadlasi uurima teisi keemilisi kombinatsioone, mis on elektri juhtimisel tõhusad ja mille tootmine on veelgi taskukohasem. „Õppetund on siin see, et tuleb uurida erinevaid keemilisi koostisi ja olla valmis muutuvateks turutingimusteks,“ ütleb Sadoway.Vaata ka: Raimond de Hullu visioon Oas1 rohelistest hoonetest